一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统的制作方法
【专利摘要】一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统，包括有用于进行盐藻高效培养的封闭式光生物反应器，还设置有与所述的封闭式光生物反应器通过光传输连接，用于对封闭式光生物反应器内的盐藻进行在线监测的超声监测单元；与所述的超声监测单元通过数据传输线连接，用于接收来自超声监测单元的监测数据，并对数据进行处理、根据处理后的数据进行配方调整以及根据调整后的配方进行预混的预混指令单元，其中，所述的封闭式光生物反应器与所述的预混指令单元通过微量元素添加管路相连，接收完成配方预混的培养液。本发明能够快速进行所需营养因素的检测，并可同时进行营养液的调整与释放。具有速度快、检测准确和连续性好(可在线无人值守检测)等优点。
【专利说明】一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种盐藻培养系统。特别是涉及一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统。
【背景技术】
[0002]盐藻(Dunaliella salina)是一种耐高盐的单细胞绿藻,它具有繁殖快，生活力强，适于养殖等特点。盐藻中含有大量的类胡萝卜素、蛋白质、多糖类化合物和微量元素等多种生物活性物质和人体所需的矿物质，这些物质具有独特的化学结构，其功效作用是陆地生物难以替代的，因此被视为最具经济的海洋藻类之一。
[0003]目前，盐藻的培养方法主要是开放型的露天池，但存在污染严重和产量低的问题。生物反应器法用于盐藻的大规模培养已有先例，但生物反应使用常规的养殖技术仍旧难以真正实现快速生产监测，适时、适量、准确地添加培养所需要素，因而难以真正实现盐藻在生物反应器中连续、高效培养的目的。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是，提供一种将盐藻高效培养工作完全置于全封闭式光生物反应器中，极大减少了污染的全新盐藻工厂化连续高效培养系统。
[0005]本发明所采用的技术方案是:一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统，包括有用于进行盐藻高效培养的封闭式光生物反应器，还设置有与所述的封闭式光生物反应器通过光传输连接，用于对封闭式光生物反应器内的盐藻进行在线监测的超声监测单元；与所述的超声监测单元通过数据传输线连接，用于接收来自超声监测单元的监测数据，并对数据进行处理、根据处理后的数据进行配方调整以及根据调整后的配方进行预混的预混指令单元，其中，所述的封闭式光生物`反应器与所述的预混指令单元通过微量元素添加管路相连，接收完成配方预混的培养液。
[0006]所述的超声监测单元包括有嵌入在封闭式光生物反应器的侧壁上的光谱探测器，通过传输光纤与所述的光谱探测器相连的光谱数据处理单元，其中，所述的光谱数据处理单元是由与所述的传输光纤的输出端相连的光谱计和与光谱计电连接的第一数据处理器构成。
[0007]所述的光谱探测器的波长为400-500纳米波段。
[0008]在所述的封闭式光生物反应器的侧壁上设置有1-N个光谱探测器，其中，N为大于I的整数。
[0009]所述的预混指令单元包括有通过数据传输线与所述的光谱数据处理单元中的第一数据处理器的输出端相连接的第二数据处理器、配方培养基原液载体以及与所述的配方培养基原液载体的预混培养液总出口相连的预混装置，其中，所述的第二数据处理器的输出端通过指令数据传输线连接设置在配方培养基原液载体出口端的各控制阀，所述的预混装置的输出端通过微量元素添加管路连接所述封闭式光生物反应器的培养液投放口。[0010]所述的配方培养基原液载体包括有两个以上的用于装载不同培养基原液的原液罐，所述的每一个原液罐的出液口侧都连接一个微量元素输送管路，每一个微量元素输送管路上都设置有一个与所述的第二数据处理器的输出端电连接的控制阀，所述的每一个微量元素输送管路的出口端均连接所述的预混培养液总出口的入口端。
[0011]本发明的一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统，具有如下特点:
[0012]1、通过光谱感测数据解析藻类生长环境的变化，具有速度快、检测准确和连续性好(可在线无人值守检测)等优点。
[0013]2、在藻类生长数据采集的基础上，能够快速进行所需营养因素的检测，并可同时进行营养液的调整与释放。
[0014]3、解决了非接触性检测的关键问题，将盐藻高效培养工作完全置于全封闭式光生物反应器中，极大减少了污染的可能性。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的整体结构示意图。
[0016]图中
[0017]1:封闭式光生物反应器2:光谱探测器
[0018]3:传输光纤4:光谱数据处理单元
[0019]5:数据传输线 6:第二数据处理器
[0020]7:指令数据传输线8、9、10、11、12、13、14:控制阀
[0021]15:预混装置16:微量元素添加管路
[0022]17:微量兀素输送管路18:配方培养基原液载体
[0023]19:预混培养液总出口20:营养元素预制盒
【具体实施方式】
[0024]下面结合实施例和附图对本发明的一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统做出详细说明。
[0025]如图1所示，本发明的一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统，包括有用于进行盐藻盐藻高效培养的封闭式光生物反应器1，还设置有与所述的封闭式光生物反应器I通过光传输连接，用于对封闭式光生物反应器I内的盐藻进行在线监测的超声监测单元；与所述的超声监测单元通过数据传输线5连接，用于接收来自超声监测单元的各种监测数据，并对数据进行处理、根据处理后的数据进行配方调整以及根据调整后的配方进行预混的预混指令单元，其中，所述的封闭式光生物反应器I与所述的预混指令单元通过微量元素添加管路16相连，接收完成配方预混的培养液。所述的封闭式光生物反应器I采用来型号为IOL或100L的气升式光生物反应器。
[0026]所述的超声监测单元包括有嵌入在封闭式光生物反应器I的侧壁上的光谱探测器2，通过传输光纤3与所述的光谱探测器2相连的光谱数据处理单元4，其中，所述的光谱数据处理单元4是由与所述的传输光纤3的输出端相连的光谱计和与光谱计电连接的第一数据处理器构成(图中未示出)。所述的光谱探测器2的波长为400-500纳米波段，本发明在所述的封闭式光生物反应器I的侧壁上设置有1-N个光谱探测器2，其中，N为大于I的整数。所述的光谱探测器2是嵌入在形成在封闭式光生物反应器I侧壁上的孔眼，所述的孔眼开凿不能打穿反应器I的侧壁。本实施例中，所述的光谱计可以采用型号为MK350或PMS-80的光谱计，所述的第一数据处理器可以采用型号为Intel8051或M68HC的单片机。
[0027]所述的预混指令单元包括有通过数据传输线5与所述的光谱数据处理单元4中的第一数据处理器的输出端相连接的第二数据处理器6、配方培养基原液载体18以及与所述的配方培养基原液载体18的预混培养液总出口 19相连的预混装置15，其中，所述的第二数据处理器6的输出端通过指令数据传输线7连接设置在配方培养基原液载体18出口端的各控制阀，所述的预混装置15的输出端通过微量元素添加管路16连接所述封闭式光生物反应器I的培养液投放口。本实施例中，第二数据处理器可以采用型号为Intel8051或M68HC的单片机。
[0028]所述的配方培养基原液载体18包括有两个以上的用于装载不同培养基原液的营养元素预制盒20，所述的每一个营养元素预制盒20的出液口侧都连接一个微量元素输送管路17，每一个微量元素输送管路17上都设置有一个与所述的第二数据处理器6的输出端电连接的控制阀8、9、10、11、12、13、14，所述的每一个微量元素输送管路17的出口端均连接所述的预混培养液总出口 19的入口端。
[0029]所述的预混指令单元在进行数据处理的同时，作为营养配方的指令机构，能够对营养元素的不同构成，进行快速处理，并同时下达指令进行配方调整与预混；预混指令单元同时具有培养基添加功能，可通过输运管路将完成配方预混的培养液通过微量元素添加管路适时添加到封闭式光生物反应器中。其工作方式是:第二数据处理器根据光谱探测数据，分解出动作指令，控制从营养元素预制盒中调出藻类实时培养所需的各种微量元素，按照不同的计量构成适用的营养配伍至预混装置，预混装置再将调好的营养物质通过微量元素添加管路送入封闭式光生物反应器中。
[0030]本发明的一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统的实现方法如下: [0031]1、在封闭式光生物反应器I中进行盐藻高效培养工作；
[0032]2、在封闭式光生物反应器I的侧壁上，可以根据生产指令的精度需要，开凿1-N个光谱探测器需用的孔眼，所述的孔眼开凿不能打穿反应器I的侧壁，并对开凿孔眼进行去砂、磨光和增亮处理，用以稳定安放光谱探测器，以保证光谱监测的灵敏度与数值采集的准确；
[0033]3、将光谱探测器安装在孔眼内固定好之后，连接上传输光纤3 ；
[0034]4、将传输光纤与光谱数据处理单元4进行连接，并设定传输光纤波长为450纳米;
[0035]5、从光谱数据处理单元4的输出端接出数据传输线5，并与预混指令单元连接；
[0036]6、预混指令单元在对光谱数据进行处理的基础上，可以对培养基配方进行已设定方案的重组，并进行培养液的预混；
[0037]7、预混指令单元最后将已经预混好的培养液，经微量元素添加管路，投放到封闭式光生物反应器中。
【权利要求】
1.一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统，包括有用于进行盐藻高效培养的封闭式光生物反应器(I)，其特征在于，还设置有与所述的封闭式光生物反应器(I)通过光传输连接，用于对封闭式光生物反应器(I)内的盐藻进行在线监测的超声监测单元；与所述的超声监测单元通过数据传输线(5)连接，用于接收来自超声监测单元的监测数据，并对数据进行处理、根据处理后的数据进行配方调整以及根据调整后的配方进行预混的预混指令单元，其中，所述的封闭式光生物反应器(I)与所述的预混指令单元通过微量元素添加管路(16)相连，接收完成配方预混的培养液。
2.根据权利要求1所述的一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统，其特征在于，所述的超声监测单元包括有嵌入在封闭式光生物反应器(I)的侧壁上的光谱探测器(2)，通过传输光纤(3)与所述的光谱探测器(2)相连的光谱数据处理单元(4)，其中，所述的光谱数据处理单元(4)是由与所述的传输光纤(3)的输出端相连的光谱计和与光谱计电连接的第一数据处理器构成。
3.根据权利要求2所述的一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统，其特征在于，所述的光谱探测器(2)的波长为400-500纳米波段。
4.根据权利要求2或3所述的一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统，其特征在于，在所述的封闭式光生物反应器(I)的侧壁上设置有1-N个光谱探测器(2)，其中，N为大于I的整数。
5.根据权利要求1所述的一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统，其特征在于，所述的预混指令单元包括有通过数据传输线(5)与所述的光谱数据处理单元(4)中的第一数据处理器的输出端相连接的第二数据处理器出)、配方培养基原液载体(18)以及与所述的配方培养基原液载体(18)的预混培养液总出口(19)相连的预混装置(15)，其中，所述的第二数据处理器(6)的输出端通过指令数据传输线(7)连接设置在配方培养基原液载体(18)出口端的各控制阀，所述的预混装置(15)的输出端通过微量元素添加管路(16)连接所述封闭式光生物反应器(I)的培养液投放口。
6.根据权利要求5所述的一种全新盐藻工厂化连续高效培养系统，其特征在于，所述的配方培养基原液载体(18)包括有两个以上的用于装载不同培养基原液的原液罐(20)，所述的每一个原液罐(20)的出液口侧都连接一个微量元素输送管路(17)，每一个微量元素输送管路(17)上都设置有一个与所述的第二数据处理器(6)的输出端电连接的控制阀(8、9、10、11、12、13、14)，所述的每一个微量元素输送管路(17)的出口端均连接所述的预混培养液总出口(19)的入口端。
【文档编号】C12M1/36GK103555570SQ201310535053
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】刘颖芬, 辛乃宏, 王金霞, 李炳乾, 董瑞琪 申请人:中盐制盐工程技术研究院